Staattiseen sähköön liittyviä vaaroja koskevat riskinarvioinnit ja raportit, jotka perustuvat Hazop-tutkimuksiin (hazard and operability study), ovat hyvä tapa löytää ja tunnistaa prosesseja ja menetelmiä, joilla voidaan estää syttyvän ilmakehän syttyminen staattisen sähkön esiintyessä.
Oikean maadoitusratkaisun tunnistaminen on sinun ja tiimisi jäsenten tehtävä, eikä ole todennäköistä, että käsittelisit sitä päivittäin. Useimmille se on luultavasti sellainen projekti, jonka he hoitavat kerran tai kahdesti uransa aikana. Mutta kun se tehdään oikein ensimmäisellä kerralla, siitä tulee nopeasti alue, josta hyödyt koko urasi ajan. Tämä opas auttaa sinua löytämään oikean tien, ja sitä voidaan parhaiten kuvata ovenavaajaksi staattisen sähkön hallintaan vaarallisilla alueilla.
Opas on jaettu kolmeen eri osioon. Ensimmäinen osa käsittelee teollisuusstrategioita, jotka antavat ohjeita staattisen sähkön hallintaan räjähdysvaarallisilla alueilla. Toinen osa auttaa sinua laatimaan ”parhaan tavan” hallita sähköstaattisia vaaroja työpaikallasi, ja kolmas osa käsittelee räjähdysvaarallisten alueiden laitteita, erityisesti sitä, mitä sinun tulisi etsiä valitessasi EX-sertifioitua ja hyväksyttyä maadoitusratkaisua.
1. Staattisen sähkön maadoituksen vertailuarvot
Ennen kuin aloitat tämän oppaan lukemisen ja sen jälkeen staattisten maadoitusratkaisujen määrittelyn ja ostamisen, on syytä mainita, että räjähdysvaarallisten alueiden sertifioidut laitteet, joissa on SIRA- tai BASEEFA-merkintä, eivät ole hyväksyntä järjestelmän suorituskyvylle staattisen maadoitussuojauksen tarjoamisessa.
Komiteat, joiden tehtävänä on kehittää ja päivittää näitä ohjeasiakirjoja uusimpien tekniikoiden mukaisesti, ovat Ex-teollisuudessa toimivien yritysten ja konsulttiyritysten palveluksessa. Näissä ohjeasiakirjoissa kuvatut suositukset varmistavat, että kaikki yrityksenne toiminnassa esiintyvät sähköstaattiset vaarat ovat hallinnassanne. Jos pystytte määrittämään maadoitusratkaisuja, jotka osoittavat taulukon vasemmalla puolella esitetyn vaatimustenmukaisuuden, varmistatte, että staattiset maadoitussuojausmenetelmänne hyödyntävät uusinta tekniikkaa staattisen sähkön aiheuttamien tulipalojen ja räjähdysten estämiseksi.
Taulukon 1 ohjeet kuvaavat, miten ja miksi tietyt toiminnot, olipa kyse nesteistä, kaasuista tai jauheista, voivat tuottaa staattista sähköä ja johtaa staattisen sähkön kertymiseen prosessissa käytettäviin laitteisiin. Ensisijainen tapa estää staattisen sähkön aiheuttamia syttymisiä on varmistaa, että kaikki johtavat ja puolijohtavat laitteet, mukaan lukien ihmiset, on sidottu ja maadoitettu varmennettuun todelliseen maadoituspisteeseen. Tämä varmistaa, että sähköstaattiset varaukset eivät pääse kertymään laitteisiin ja purkautumaan kipinänä syttyvään ilmakehään. Koska maalla on ääretön kyky tasapainottaa positiivisia ja negatiivisia varauksia, jos laite on siihen kytketty, kyseinen laite on ”maapotentiaalissa”, mikä tarkoittaa, ettei se voi varautua staattisesti materiaalin liikkeestä.
Varmistaakseen, etteivät laitteet voi kerätä sähköstaattista varausta, ne on liitettävä maan yleiseen massaan käyttämällä todellista maadoituspistettä. Maadoituspisteen ja todellisen maan välisen vastuksen on oltava riittävän alhainen, jotta sähköstaattinen varaus pääsee kulkeutumaan maahan.
Kuten monille muille turvallisuuteen liittyville toiminnoille, myös tälle on laadittu vertailuarvoja. Sähköstaattisten varausten maadoituksen teoreettinen vähimmäisvaatimus kuvataan yleensä akateemisissa piireissä siten, että kohteen ja maan yleisen massan välisen sähkövastuksen ei tulisi ylittää 1 megaohmia (1 miljoonaa ohmia). On kuitenkin tiedossa, että metalliesineiden, joissa on varautumisriski, kuten säiliöautojen ja maadoituspiirien, jotka tarjoavat maadoitussuojaa, sähkövastuksen ei tulisi koskaan olla yli 10 ohmia, jos ne ovat hyvässä kunnossa.
Tämä 10 ohmin arvo on ainoa vastusarvo, jota johdonmukaisesti suositellaan kaikissa yllä olevassa taulukossa mainituissa julkaisuissa. Joten aina kun maadoitusratkaisua tarvitaan prosesseihin, joihin liittyy metalliesineitä, kuten säiliöautoja, rautatievaunuja, levyjä, tynnyreitä ja säiliöitä, tulisi määrittää maadoitusjärjestelmät, jotka osoittavat maadoituksen valvonta-arvoja 10 ohmia tai vähemmän.
Toinen syy siihen, miksi teoreettisella 1 megaohmin arvolla ei ole merkitystä todellisuudessa, ovat tyypin C FIBC-säkkien maadoitukseen liittyvät vaatimukset. Vaikka CLC/TR:50404 (2003) ilmoittaa, että vastus tyypin C FIBC-säkin läpi ei saa ylittää 100 megaohmia, uusin ohjeistus, joka on julkaistu standardeissa IEC 60079-32-1 (2013) ja NFPA 77 (2014), sanoo, että vastus säkin läpi ei saa ylittää 10 megaohmia. On selvää, että ”teoreettisesti hyväksyttävä” 1 megaohmin arvo on epäkäytännöllinen metalliesineiden yhteydessä, joiden tulisi osoittaa vertailuvastusta 0–10 ohmia tai vähemmän, ja tyypin C FIBC-säkkien yhteydessä, joiden tulisi osoittaa vertailuarvoja joko 0–10 megaohmia tai 0–100 megaohmia (riippuen säkin standardista).
HUOM! Jos aiot ostaa maadoitusratkaisun tyypin C FIBC-pusseille, sinun on varmistettava, että tiedät, minkä standardin mukaisia pussit ovat. Jos et tiedä pussin standardia, toimittajaa on konsultoitava. Kun sinulla on oikeat tiedot, sinun tulisi investoida tyypin C FIBC-maadoitusjärjestelmään, joka valvoo maadoituspiiriä 0 ohmista 10 megaohmiin (NFPA 77 / IEC 60079-32 -yhteensopiva) tai 0 ohmista 100 megaohmiin (CLC / TR: 50404 -yhteensopiva). Vältä järjestelmää, joka ei valvo koko vastusalueetta, koska ne todennäköisesti hylkäävät pussit, jotka on suunniteltu toimimaan jopa 100 megaohmiin asti, ja hyväksyvät pussit, joiden tulisi toimia vain 10 megaohmiin asti.
2. Oikean maadoitusratkaisun löytäminen
Yrityksesi Hazop-raportti tunnistaa staattisten kipinöiden riskin tietyistä laitteista, kuten säiliöautoista, tynnyreistä jne., ja antaa arvion siitä, millainen vaikutus sähköstaattisen syttymisen aiheuttamalla tulipalolla tai räjähdyksellä voi olla alueeseen. Sinun tehtäväsi on päättää, miltä maadoitusratkaisun on näytettävä. Ennen kuin aloitat staattisen maadoitusratkaisun etsinnän, määritä ne suojakerrokset, jotka haluat sähköstaattisen syttymisriskin varalta. Mitä enemmän kerroksia käytetään suojaamaan syttymislähteeltä, sitä todennäköisemmin staattista sähköä hallitaan turvallisesti, toistettavasti ja luotettavasti. Vastaamalla seuraaviin kysymyksiin autat tunnistamaan staattisesta maadoitusratkaisustasi tarvitsemasi suojaluokat: a. Kuka vastaa laitteiden maadoituksesta ennen käyttöä ja sen aikana, ja miten ilmoitamme heille sähköstaattisen purkausriskin olemassaolosta? b. Jos laite jostain syystä menettää maadoitussuojansa käytön aikana, haluanko prosessin jatkavan sähköstaattisen varauksen keräämistä laitteeseen? c. Millainen laite vaatii staattista maadoitussuojaa ja onko sillä ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka edellyttävät tietynlaista maadoitusratkaisua?
2.1 Kysymykseen a liittyvien tarvittavien suojakerrosten arviointi:
Lukuun ottamatta paikkoja, kuten laboratorioita, jotka käsittelevät pieniä määriä syttyviä tuotteita, vastuu staattiseksi purkausriskiksi tunnistetun laitteen maadoituksesta lankeaa laitteen käyttäjille tai säiliöautojen ja imuautojen tapauksessa ajoneuvon kuljettajalle. Koska staattinen sähkö on monimutkainen aihe, voi olla vaikeaa ihmisille, jotka eivät käsittele sitä päivittäin, ymmärtää perusteita sille, miksi se on vakava riski syttyvässä ilmakehässä. Asenne ”minulle ei voi käydä niin” voi seurata tätä tietoisuuden puutetta, erityisesti silloin, kun kyseessä ei ole konkreettinen vaara tai visuaalinen riski, joka laukaisisi luonnollisen turvallisuuteen liittyvän toiminnan yksilöltä.
Koska kyseessä ei ole näkyvä tai konkreettinen vaara, suurin haaste on saada yrityksenne johto ottamaan vastuu omasta turvallisuudestaan ja kollegoidensa turvallisuudesta. Tehokkain tapa luoda maadoitusrutiinit on asentaa maadoitusratkaisu, joka edellyttää alueen visuaalista vahvistusta ennen kuin prosessi voi alkaa. Jos operaattorilla on visuaalinen viitepiste, jonka perusteella hän tietää, milloin toiminto voidaan aloittaa, hänet voidaan kouluttaa ottamaan vastuu käyttämänsä laitteiston maadoittamisesta. Tehokkain indikointitapa on käyttää vihreitä merkkivaloja viestimään ”GO”-tilanteesta ja punaisia merkkivaloja viestimään ”NO GO”-tilanteesta. Indikaatioiden huomioimiseksi pulssittavat LED-valot voivat olla erittäin tehokkaita viestimään operaattorille, että maadoituspiirin vastusta valvotaan jatkuvasti ja että hänen on nähtävä pulssittava vihreä valo ennen prosessia ja koko prosessin ajan.
Joissakin maadoitusratkaisuissa on sisäänrakennettu summeri, joka voi varoittaa käyttäjää maadoitusyhteyden katkeamisesta, mutta tällaisten laitteiden arvioinnissa on oltava varovainen. Summerin äänimerkkiä on usein vaikea havaita, kun se kilpailee työympäristön melun kanssa tai jos käyttäjällä on kuulosuojaimet tai korvatulpat. Maadoitus- ja sidontapiirien valvontaa koskevien vertailuarvojen tulisi perustua yllä olevassa taulukossa mainituissa julkaisuissa kuvattuihin ohjeisiin.
Tämä varmistaa, että maadoitusratkaisunne ovat lakien ja määräysten mukaisia sekä päivitetyn standardin mukaisia. Yhteenvetona voidaan todeta, että metallirakenteiset laitteet, kuten säiliöautot, rautatievaunut, tynnyrit ja jauheenkäsittelyjärjestelmät, tulisi valvoa siten, että vastus varmennettuun maadoituspisteeseen ei ylitä 10 ohmia.
2.2 Kysymykseen b liittyvien tarvittavien suojakerrosten arviointi:
Visuaalinen ilmaisu ja jatkuva maadoituspiirin valvonta ovat kaksi perustavanlaatuista suojaluokkaa, jotka yleensä kulkevat käsi kädessä. Mutta kun laitteistossa ei ole aktiivista maadoitusta ja toiminta jatkuu, on oltava lisäohjaimia, jotka estävät laitteiston nopean vaarallisten sähköstaattisten varausten kertymisen. Käsiteltävän materiaalin liikkeen pysäyttäminen estää staattisen sähkön syntymisen. Yksi toimenpide on, että käyttäjä painaa hätäpysäytyspainiketta estääkseen staattisen sähkön jatkuvan syntymisen ja kertymisen käyttämäänsä laitteeseen. Ihmisten huomio ja keskittyminen voivat siirtyä muihin toimintoihin prosessin aikana, ja jos maadoitus tai sidonta katkeaisi, on olemassa lisäsuoja, joka voi sammuttaa toiminnan automaattisesti.
Automaattinen sammutus voi tapahtua maadoitusjärjestelmillä, joissa on lähtökoskettimet, jotka voidaan liittää useisiin laitteisiin (kytkimet, venttiilit, PLC), jotka voivat sitten suorittaa sammutuksen vastauksena valvontapiiriin, joka tunnistaa katkenneen maadoitusyhteyden. Visuaalinen ilmaisu on tehokas suoja maadoituksen tarkistamiseksi ennen kuin käyttäjä aloittaa prosessin. Järjestelmän potentiaalivapaita apukoskettimia voidaan myös käyttää toiminnan automaattiseen sammuttamiseen tai ulkoisten varoitusjärjestelmien aktivoimiseen. Toisin kuin manuaalinen sammutus, tämä estää staattisen sähkön nopean kertymisen.
2.3 Kysymykseen c liittyvien tarvittavien suojaluokkien arviointi:
Kuten aiemmin mainittiin, monet prosessit vaativat staattista maadoitussuojaa, mutta prosessin tyyppi ja ympäristöt, joissa ne toteutetaan, voivat vaihdella suuresti. Eri vyöhykkeet yhdistettynä suorituskykyyn ja riskiin, erityisesti syttyvän tai palavan materiaalin määrään, joka on vaarassa syttyä, voivat vaikuttaa valittuun ratkaisuun.
Tämä tarkoittaa yleensä sitä, että ”yksi koko sopii kaikille” -ratkaisu ei tarjoa sinulle tarvitsemiasi suojaustasoja ja asennusjoustavuutta. Seuraavat esimerkit auttavat havainnollistamaan, kuinka eri prosesseilla voi olla ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka voivat vaikuttaa yrityksesi käyttämän maadoitusratkaisun tyyppiin.
2.3.1 Astiat
Astioiden täyttöprosessi on jatkuva, ja astiat voidaan täyttää kiinteistä pumpuista (jotka voivat täyttää neljä astiaa samanaikaisesti), kiinteistä pumpuista rullakuljetinjärjestelmässä tai kannettavista pumpuista. Koska tällaiset toiminnot suoritetaan yleensä sisätiloissa, useat Ex-ympäristöt, jotka vaihtelevat vyöhykkeestä 0 aina vaarattomiin alueisiin, voivat heijastaa asennusvaihtoehtojen ja tarvittavien suojaustasojen kirjoa, jotka sopivat täydellisesti staattiseen maadoitussovellukseesi.
Kuvittele tilanne, jossa jopa 10 astiaa täytetään kannettavista pumpuista samanaikaisesti ja samassa paikassa. Koska pumppuja ohjaavat käyttäjät, heidän on jatkuvasti valvottava astian nestetasoa. Verrattuna pumppujen kytkemiseen keskusjärjestelmään, käyttäjien on sekä käynnistettävä että pysäytettävä pumppu vastauksena visuaaliseen ilmoitukseen kunkin astian maadoitusyhteydestä. Tällaisessa prosessissa Bond-Rite® REMOTE voi valvoa useita astioita yhdestä virtalähteestä ympäri vuorokauden.
Tämän tyyppisen ratkaisun etuna on, että se kuromalla umpeen kuilun passiivisten maadoituspuristimien ja yksinkertaisten maadoitusjärjestelmien välillä, joissa ei ole visuaalista näyttöä, ja kytkentärasioiden välillä, jotka vaativat 230 V vaihtovirtalähteen tai 24 V tasavirran, joka on kytketty 10 erilliseen maadoitusjärjestelmään. Ratkaisu, kuten Bond-Rite® REMOTE, joka vaatii vain 230 V AC- tai 24 V DC-syötön vyöhykkeelle 2/21, voi turvallisesti syöttää virtaa vyöhykkeen 10 indikaattoreille 0/20 maadoitustilalla ja voi sitten itsenäisesti valvoa kunkin yksittäisen astian maadoitustilaa. Jos täyttö suoritetaan harvemmin, asennusaikaa voidaan lyhentää käyttämällä LED-ilmaisinta, joka saa virtaa omasta sisäisestä akusta.
2.3.2 Imuautot
Imuautot tarjoavat monia palveluita räjähdysvaarallisissa ympäristöissä, ja niiden ensisijainen tehtävä on puhdistaa varastosäiliöitä ja imeä vuodoista aiheutuneita roiskeita. Niillä on myös yksi monimutkaisimmista ongelmista sähköstaattisen vaaran turvallisessa ja toistettavassa torjunnassa. Ne käsittelevät ja kuljettavat suuria määriä nestemäisiä syttyviä nesteitä ja jauheita, usein vaikeissa olosuhteissa syttyvien ilmakehien esiintymisen hallinnan suhteen. Ne esiintyvät monissa eri paikoissa, usein tilapäisillä työmailla, joissa ei ole valvontajärjestelmiä, mikä lisää jännitteen syntymisen riskiä. Lyhyesti sanottuna riskit ovat erittäin korkeat, ja vielä vähän aikaa sitten kuljettajat pystyivät vain liittämään passiivisen maadoituspuristimen metalliesineeseen (kuten säiliön kuoreen tai putkistoon) toivoen, että he voisivat maadoittaa kuorma-auton turvallisesti ja luotettavasti. Tämä tehtiin ilman maadoituspiirin valvontaa ja tietämättä, oliko puristimeen liitetyllä esineellä varmennettu todellinen maadoitusyhteys (katso kuva oikealla).
Nykyään imuautojen palveluntarjoajat ja heidän asiakkaansa voivat käyttää kuorma-autoon asennettuja maadoitusjärjestelmiä, jotka varmistavat yhteyden todelliseen maahan; valvovat yhteyttä koko prosessin ajan, antavat visuaalisen ilmaisun varmennetusta maadoituksesta ja sammuttavat toiminnon automaattisesti, jos maadoitusyhteys katkeaa siirron aikana. Tämän tyyppisen toiminnan riskin vuoksi Earth-Rite® MGV -kaltainen ratkaisu voi tarjota maksimaalisen suojan varmistamalla, että:
1. Maadoituspiste, johon kuorma-auto on liitetty, on myös liitetty todelliseen maadoituspisteeseen.
2. Kuljettajalla on visuaalinen ilmaisu hyvästä staattisesta maadoitusyhteydestä.
3. Yhteys kuorma-auton ja varmennetun maadoituspisteen välillä valvotaan jatkuvasti 10 ohmiin.
4. Prosessi pysähtyy, jos maadoitusyhteys katkeaa, mikä on erityisen tärkeää, kun kuljettajalla ei ole jatkuvaa yleiskuvaa indikaattoreista.
Parhaiten sopivan ratkaisun löytämiseksi yritä löytää sellainen, jossa voitte yhdistää vasemmanpuoleisissa sarakkeissa kuvatut toiminnot. Perustasolla sinun tulisi välttää laitteiden, kuten hitsauspuristimien ja krokotiilipuristimien, käyttöä, koska niitä ei ole suunniteltu staattista maadoitusta varten (erityisesti töihin, jotka vaativat eristävän kerroksen, kuten maalipinnoitteen tai ruosteen, läpäisyä). Staattisten maadoituspuristimien tulisi läpäistä FM-testaus sen varmistamiseksi, että ne soveltuvat käytettäväksi vaarallisilla alueilla. Tämän jälkeen määritellyn maadoitusratkaisun tulisi yhdistää vasemmalla olevassa kuvassa esitetyt ominaisuudet.
Sertifioitujen laitteiden valinta vaarallisiin ympäristöihin
Yritä löytää laitteita, jotka on hyväksytty standardien mukaisesti, jotka heijastavat uusinta tekniikkaa vaarallisten alueiden osalta, IECEx- ja EN-standardien mukaisesti. On syytä huomata, että kaikki standardit (IEC 60079 -standardit räjähdysvaarallisille tiloille), joita käytetään ATEX-laitteiden arviointiin, on laatinut Kansainvälinen sähkötekninen komissio CENELEC:n puolesta. Markkinoilla on nykyään monia ATEX-sertifioituja laitteita, ei vain maadoituslaitteita, jotka on hyväksytty standardien mukaisesti, jotka ovat käyneet läpi useita tarkistuksia tai joita ei enää ole olemassa, sen jälkeen kun laitteet alun perin hyväksyttiin.
Esimerkiksi nykyinen standardi luonnostaan turvallisille laitteille, EN 60079-11 (2012), on käynyt läpi kaksi tarkistusta vuodesta 2002 lähtien, molemmat ylittävät tarkistukset julkaistiin vuosina 2007 ja 2012. On erittäin todennäköistä, että ennen vuotta 2007 hyväksytty maadoitusjärjestelmä olisi suunniteltava uudelleen vastaamaan EN 60079-11:n vaatimuksia nykyään.
Yhteenveto
Tämä opas toivottavasti antaa sinulle riittävästi tietoa auttaaksesi sinua löytämään staattisen maadoitusratkaisun, joka sopii parhaiten yrityksesi toimintaan ja sen riskiprofiiliin. Ostomäärityksesi perustan tulisi rakentua seuraaville:
– Staattiset maadoituslaitteet, jotka ovat uusimman staattisen hallintatekniikan mukaisia, nimittäin IEC 60079-32-1, CLC / TR: 60079-32-1, NFPA 77 ja API RP 2003. – Niiden suojaustasojen määrittäminen, joiden uskotte vaikuttavan sähköstaattisen syttymisen riskiin – tämä auttaa sinua tunnistamaan maadoitusratkaisun, joka sopii parhaiten prosesseillesi ja käyttäjillesi.
Tämän artikkelin tekijänoikeudet omistaa Newson Gale – ©Copyright Newson Gale 2019.
